基于CQ8401的工業計算機參考設計

分類：解決方案日期：2010-07-16 10:06:31

一、系統介紹

工業計算機是應用在工業領域的特定計算機，要求能夠提供良好的穩定性，可靠性和抗干擾性。本系統結構主要由CQ8401+FPGA構成，利用CQ8401提供的PCI總線，掛接一片FPGA，實現需要的邏輯，這樣做使本設計具有了相當的靈活性和通用性，提供價格和性能的最佳組合。

傳統的分布式控制已經不能滿足工控領域越來越大的數據量的要求，因此本設計提供了以太網接口，能夠滿足工業以太網中的A類標準。使用戶能夠更方便的構建工業以太網。

二、功能描述

l 采用先進架構，高效可靠

l Linux操作系統

l 提供設備驅動

l 最大支持1024*768 LCD屏，刷新率60Hz

l PCI總線外接FPGA，能為系統方便的擴展各種外設

l 提供RJ45接口，10M/100M

l 支持工業以太網A類標準

l 低功耗設計

l 支持本地Flash，本地硬盤，網絡NFS三種啟動方式

l 滿足工業環境標準要求

三、產品規格

1、系統參數

技術要求	參數
中央處理器	CQ8401
SDRAM	512MB
NAND Flash	4GB
NOR Flash	64MB
PCI設備	2個PCI插槽，ITE8888，IT8212，FPGA
外圍接口	LCD接口（LVDS和TTL），UART（8個），PS/2（鍵盤/鼠標），PWM（多路），IDE，ISA（PC104），并口，以太網接口，音頻接口（Speaker和Microphone），USB1.1(2路)
LCD控制器參數	最大分辨率：1024*768 刷新率：60Hz 最大色深：32位顯存類型：DDR SDRAM 顯存大小：64MB

2、軟件規格

操作系統	Linux 2.6.22

四、硬件設計

1、原理框圖

圖例：基于CQ8401的工業計算機的參考設計

2、主要模塊設計

Ø 處理器：CQ8401 SoC

Ø RAM： 32MB SDRAM

Ø ROM： 4MB NOR Flash，128MB NAND Flash

Ø 以太網接口：1個RJ45 接口；10/100M

Ø UART：9個，一個調試用串口（升級或調試），8個用于數據傳輸

Ø IrDA：一組，支持紅外傳輸協議

Ø USB：2個USB1.1標準，支持Host/Device方式

Ø FPGA：使用EP2C20F484C8&, amp;, lt;, SPAN style="FONT-SIZE: 12pt; LINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 宋體; mso-fareast-language: ZH-CN; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">器件，占用約50%資源

Ø LCD控制器：有FPGA實現，采用64MB DDR SDRAM作為顯存

Ø PS/2接口：2路，分別連接鍵盤和鼠標

Ø IDE：由PCI設備轉接IDE設備

Ø ISA：提供一個支持PC-104標準的ISA接口

Ø PCI插槽：2路通用PCI插槽

2、電源設計

系統采用ATX標準電源供電，系統內部使用5V,3.3V,1.8V,1.25V電源，板上4個電源指示燈分別顯示對應電源狀態。整機功耗小于10W（不包括為LVDS接口LCD供電）。

五、軟件設計

本產品以Linux 2.6.22作為操作系統。提供相應設備的驅動。

1、BootLoader：

Ø u-boot 1.1.3

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